(57)【要約】【課題】  チューニングを要さず、衝突誤判定を確実に回避することができる衝撃検知センサを提供すること。【解決手段】  対向する一対の極板を有して擬似コンデンサを構成し、一対の極板に電気を流した際の静電容量の変化を捉えることで衝撃を検知する衝撃検知センサA1において、衝撃力により変形可能に形成された球体変形極板２（変形極板）と、球体変形極板２に対向して配置された球体固定極板１（固定極板）と、前記球体変形極板２の変形により変化する前記両極板１，２の静電容量の変化を検出する衝撃検知回路６（静電容量変化検出手段）と、備えた。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向する一対の極板を有して擬似コンデンサを構成し、一対の極板に電気を流した際の静電容量の変化を捉えることで衝撃を検知する衝撃検知センサにおいて、
衝撃力により変形可能に形成された変形極板と、
前記変形極板に対向して配置された固定極板と、
前記変形極板の変形により変化する前記両極板間の静電容量の変化を検出する静電容量変化検出手段と、
を備えたことを特徴とする衝撃検知センサ。
【請求項２】
請求項１に記載された衝撃検知センサにおいて、
前記一対の極板を構成する変形極板と固定極板は、等間隔に保ちながら同心上に固定した相似形状であり、かつ、前記変形極板は、衝撃力により一部でも変形すると静電容量が変化する形状に設定したことを特徴とする衝撃検知センサ。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載された衝撃検知センサにおいて、
前記静電容量変化検出手段は、前記両極板に電圧を印加する電圧印加手段と、両極板間の静電容量の変化により変化する前記両極板間の電圧を検出する電圧を検出する電圧検出手段と、で構成されることを特徴とする衝撃検知センサ。
【請求項４】
請求項３に記載された衝撃検知センサにおいて、
前記静電容量変化検出手段は、前記電圧印加手段の電圧波形と前記電圧検出手段の電圧波形とを比較し、印加電圧波形に対し検出電圧波形が90度遅れ位相からずれたり、あるいは、ピーク電圧が変化した場合にセンサ本体が衝撃を受けたと判断する衝撃判断回路を有することを特徴とする衝撃検知センサ。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れか１項に記載された衝撃検知センサにおいて、
車両のエアバックシステムの衝突検出手段として適用し、車両の車外に近い位置に設定したことを特徴とする衝撃検知センサ。
【請求項６】
請求項５に記載された衝撃検知センサにおいて、
前記車両への設定位置は、車両前方の左右隅位置の少なくとも一方の位置であることを特徴とする衝撃検知センサ。
【請求項７】
請求項１乃至６の何れか１項に記載された衝撃検知センサにおいて、
前記固定極板と変形極板は、内部に設定された球体固定極板と、該球体固定極板の外部に設定され、球体固定極板の外周全体を覆う球体変形極板と、であり、
前記球体固定極板と前記球体変形極板との間に、両極板の間隔を等間隔に保つ絶縁支持部材を設定したことを特徴とする衝撃検知センサ。
【請求項８】
請求項１乃至６の何れか１項に記載された衝撃検知センサにおいて、
前記固定極板と変形極板は、内部に設定された円環状固定極板と、該円環状固定極板の外部に設定され、円環状固定極板の外周全体を覆う円環状変形極板と、であり、
前記円環状固定極板と前記円環状変形極板との間に、両極板の間隔を等間隔に保つ絶縁支持部材を設定したことを特徴とする衝撃検知センサ。
【請求項９】
請求項１乃至６の何れか１項に記載された衝撃検知センサにおいて、
前記固定極板と変形極板は、内部に設定された方形状固定極板と、該方形状固定極板の外部に設定され、方形状固定極板の外周全体を覆う方形状変形極板と、であり、
前記方形状固定極板と前記方形状変形極板との間に、両極板の間隔を等間隔に保つ絶縁支持部材を設定したことを特徴とする衝撃検知センサ。
【請求項１０】
請求項９に記載された衝撃検知センサにおいて、
前記方形状固定極板は、車載部品を収容する外側ケースであることを特徴とする衝撃検知センサ。
【請求項１１】
請求項１乃至６の何れか１項に記載された衝撃検知センサにおいて、
前記固定極板と変形極板は、内部に設定された半球状固定極板と、該半球状固定極板の外部に設定され、半球状固定極板の外周全体を覆う半球状変形極板と、であり、
前記半球状固定極板と前記半球状変形極板とは、両極板を等間隔に保つ台座部材に設定したことを特徴とする衝撃検知センサ。
【請求項１２】
請求項１１に記載された衝撃検知センサにおいて、
前記半球状固定極板と前記台座部材は、半球状の凸部または凹部を形成した車両の車体パネルであることを特徴とする衝撃検知センサ。
【請求項１３】
請求項１１に記載された衝撃検知センサにおいて、
前記台座部材は、車両の車体パネルであることを特徴とする衝撃検知センサ。
【請求項１４】
対向する一対の極板を有して擬似コンデンサを構成し、一対の極板に電気を流した際の静電容量の変化を捉えることで衝撃を検知する衝撃検知センサにおいて、
前記一対の極板を、対向配置した固定極板と変形極板により構成し、
前記固定極板と前記変形極板により構成した一対の極板に電気を流している状態で、変形極板に対し衝撃力が加えられてその形状が変形すると、この変形による静電容量の変化を検出することで、衝撃力の入力を検知することを特徴とする衝撃検知センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対向する一対の極板を有して擬似コンデンサを構成し、一対の極板に電気を流した際の静電容量の変化を捉えることで衝撃を検知する衝撃検知センサの技術分野に属する。
【背景技術】
【０００２】
従来の衝撃検知センサとしては、技術の向上に伴い、より信頼性の高いものになりつつあるＧセンサ（加速度センサ）が挙げられる。これは、自動車の事故時に衝突を検知し、エアバックを展開するために使用されている。この衝突を検知するセンサには、幾つかのタイプがある。その代表的なものとしては、センサ内部にある接点が衝撃によってスイッチONとされる振り子タイプのものや、一対の極板間に存在する誘電体が衝撃で移動することにより、その静電容量の変化を読み取る静電容量タイプのものなどがある。
【０００３】
前記静電容量タイプのＧセンサとしては、エアバックシステムの衝突検出装置として半導体静電容量形の衝突加速度検出器を用いたものや（例えば、特許文献１参照）、所定の一平面に含まれる方向を向いた加速度の大きさを静電容量の変動に基づく電気信号として検出するものが知られている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平４−２９２２４２号公報
【特許文献２】特開平９−１１９９４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の振り子タイプや静電容量タイプのＧセンサにあっては、車両に一定以上の衝撃が加わった場合、質量体（重錘体や可動電極等）が所定以上移動すると衝突と判定する。そのため、例えば、悪路走行中に車両の一部が地面に触れたり、縁石に乗り上げたりする等、衝突していない場面でもＧセンサにその衝撃が加わった場合には、衝突と判定してエアバックを展開してしまう可能性がある。
これに対し、Ｇセンサのチューニングにより、その誤判定は最小限に抑えられているが、非常に大きな工数を要するため非効率である。また、車種によっては同じ速度の衝突でも入力Ｇが変化するため、各車種毎にチューニングを行わなければならない、という問題があった。
【０００５】
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、チューニングを要さず、衝突誤判定を確実に回避することができる衝撃検知センサを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明では、対向する一対の極板を有して擬似コンデンサを構成し、一対の極板に電気を流した際の静電容量の変化を捉えることで衝撃を検知する衝撃検知センサにおいて、
衝撃力により変形可能に形成された変形極板と、
前記変形極板に対向して配置された固定極板と、
前記変形極板の変形により変化する前記両極板間の静電容量の変化を検出する静電容量変化検出手段と、
を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
よって、本発明の衝撃検知センサにあっては、等間隔に保ちながら同心上に固定した相似形状の固定極板と変形極板により構成した一対の極板に電気を流している状態で、変形極板に対し衝撃力が加えられてその形状が変形すると、この変形による静電容量の変化を検出することで、衝撃力の入力が検知される。
すなわち、質量体が所定以上移動すると衝突と判定する従来のＧセンサの場合、例えば、悪路走行中に車両の一部が地面に触れたり、縁石に乗り上げたりする等、衝突していない場面でもＧセンサにその衝撃が加わった場合には、衝突と誤判定する可能性がある。この誤判定を最小限に抑えるため、適用する各車種毎に非常に大きな工数を要するチューニングを行わなければならない。
これに対し、本発明では、直接加えられた衝撃力によって変形極板が変形しない限り、衝突をしたと判定しないため、チューニング作業を行う必要が無いばかりでなく、高Ｇが発生しても変形極板の変形に至ることがない悪路走行や縁石乗り上げ等があっても衝撃を誤判定することはない。
この結果、チューニングを要さず、衝突誤判定を確実に回避することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の衝撃検知センサを実施するための最良の形態を、図面に示す実施例１〜実施例４に基づいて説明する。
【実施例１】
【０００９】
まず、構成を説明する。
図１は実施例１の衝撃検知センサを示す全体斜視図、図２は実施例１の衝撃検知センサの衝撃検知回路および衝撃判断回路の一例を示す回路構成図、図３は実施例１の衝撃検知センサが適用されたエアバックシステムを搭載した車両の一例を示す図である。
【００１０】
本発明の衝撃検知センサは、対向する一対の極板を有して擬似コンデンサを構成し、一対の極板に電気を流した際の静電容量の変化を捉えることで衝撃を検知する。このため、前記一対の極板を、等間隔に保ちながら同心上に固定した相似形状の固定極板と変形極板により構成し、前記変形極板は、衝撃力により一部でも変形すると静電容量が変化する形状に設定した。以下、具体的な構成を説明する。
【００１１】
実施例１の衝撃検知センサA1において、前記固定極板と変形極板は、図１に示すように、内部に設定された球体固定極板１と、該球体固定極板１の外部に設定され、球体固定極板１の外周全体を覆う球体変形極板２と、である。そして、前記球体固定極板１と前記球体変形極板２との間に、両極板１，２の間隔を等間隔に保つ絶縁支持部材３を設定している。
【００１２】
前記球体変形極板２は、外力が加わると、その力により容易に変形する導電性を持つ金属薄板により成形される。
前記絶縁支持部材３は、図１に示すように、球体固定極板１と球体変形極板２の共通する中心点Ｏを通る軸上に配置したもので、この絶縁支持部材３を低強度材により形成した場合には、衝撃検知センサA1の単体で３次元のあらゆる方向からの衝撃を検知できる。また、絶縁支持部材３を高強度材により形成した場合には、部材設定軸方向と部材設定軸直交方向との検知精度が差別化され、部材設定軸方向の衝撃感度が低く、部材設定軸直交方向の衝撃感度が高くなるというように方向別に衝撃感度が変化する。
また、前記球体固定極板１と球体変形極板２との間には、誘電体が充填されている。ここで、「誘電体」とは、電場の中にあると分極して静電誘導作用の媒介をする物質で、例えば、空気、パラフイン、紙、ゴム、絶縁油、ガラス、プラスチック等の絶縁物質をいう。
【００１３】
実施例１の衝撃検知センサA1において、図２に示すように、前記球体固定極板１と球体変形極板２に、交流を印加する電源４と、前記球体固定極板１と球体変形極板２に印加された電圧を測定する電圧計５と、を有する衝撃検知回路６を接続し、前記衝撃検知回路６での前記電源４の電圧波形と前記電圧計５からの電圧波形とを比較し、電源電圧波形に対し電圧計波形が90度遅れ位相からずれたり、あるいは、ピーク電圧が変化した場合にセンサ本体が衝撃を受けたと判断する衝撃判断回路７を設けている。
【００１４】
すなわち、衝撃検知センサA1に対して電源４から交流を印加し、衝撃検知センサA1に印加される電圧を測定する。衝撃の入力が無いときは、擬似コンデンサである衝撃検知センサA1は、電源４に対して位相が90度遅れる。この電圧の位相がずれたり、あるいはピーク電圧が変化した場合は、センサ本体が衝撃を受けたと判断する。これが発生する事由としては、球体変形極板２へ衝撃が加わり、その一部が凹むことによって極板間の距離が変化したことが挙げられる。
球体変形極板２の凹みにより何故電圧が変化するかは、下記の式で説明できる。
Ｖ＝(1/C)∫Ｉdt＝(S/εd)∫Ｉdt            …(1)
但し、Ｖ：極板間電圧、C：静電容量、Ｉ：交流電流、S：極板面積、ε：誘電率、d：極板面積である。
上記(1)式で明らかなように、極板面積dの変化により、静電容量Cも変化するため、それに伴い極板間電圧Ｖも変化することから、衝撃の検知が可能となっている。
【００１５】
実施例１の衝撃検知センサA1は、車両のエアバックシステムの衝突検出手段として適用し、車両の車外に近い位置に設定した。これは、車体が大きく変形しない限り衝撃検知センサA1が変形する可能性が低下することによる。例えば、図３に示すように、衝撃検知センサA1を車両前方の左右隅位置にそれぞれ設定している。
【００１６】
次に、作用を説明する。
［背景技術について］
近年、衝突時に乗員を安全に保護する乗員保護装置（エアバックやプリクラッシュシートベルト等）を搭載した自動車が急速に普及している。例えば、エアバックシステムについては、運転席エアバック、助手席エアバック、右サイドエアバック、左サイドエアバックを搭載した自動車が既に市販されている。このエアバックシステムにおいて、複数のエアバックを効果的に展開させるため、前面衝突だけでなく、オフセット衝突や車両側方からの衝突等、あらゆる方向からの衝突に対し、精度の高い衝突検知が要求されている。
【００１７】
これに対し、従来の振り子タイプや静電容量タイプのＧセンサにあっては、車両に一定以上の衝撃が加わった場合、質量体（重錘体や可動電極等）が所定以上移動すると衝突と判定する。そのため、例えば、悪路走行中に車両の一部が地面に触れたり、縁石に乗り上げたりする等、衝突していない場面でもＧセンサにその衝撃が加わった場合には、衝突と判定してエアバックを展開してしまう可能性がある。この誤判定を最小限に抑えるため、Ｇセンサのチューニングが必要であるが、センサチューニングには、非常に大きな工数を要するため非効率である。また、車種によっては同じ速度の衝突でも入力Ｇが変化するため、各車種毎にチューニングを行わなければならない。
【００１８】
さらに、質量体の移動を利用して衝突を検知するＧセンサが検知できる方向は、２方向（１方向＋その180度反転方向）に限られており、例えば、あらゆる方向からの衝撃を検知するためには、その知りたい方向に対応する個数のＧセンサを設置する必要がある。しかしながら、Ｇセンサは値段が高価であるため、大量に配置することは難しい。
【００１９】
［衝撃検知作用について］
これに対し、実施例１の衝撃検知センサA1では、一対の極板を、対向配置した球体固定極板１と球体変形極板２により構成することで、チューニングを要さず、衝突誤判定を確実に回避することができるようにした。
【００２０】
すなわち、衝撃検知センサA1の球体固定極板１と球体変形極板２に対しては、衝撃検知回路６の電源４から交流が印加され、衝撃検知センサA1に印加される電圧が衝撃検知回路６の電圧計５により測定される。そして、衝撃の入力が無いときは、擬似コンデンサである衝撃検知センサA1は、電源４の交流位相に対して電圧計５により測定される位相が90度遅れる。
この状態で、球体変形極板２が衝撃により凹むと、一定間隔に保っていた球体固定極板１と球体変形極板２の距離が変化し、電源交流位相と電圧計測定位相がずれたり、あるいはピーク電圧が変化する。したがって、この位相ずれやピーク電圧の変化を衝撃判断回路７により捉えることで、センサ本体が衝撃を受けたと検知することができる。
【００２１】
上記のように、実施例１の衝撃検知センサA1では、球体変形極板２が変形しない限り、衝突をしたと判定しないため、チューニング作業を行う必要が無いばかりでなく、高Ｇが発生しても変形極板の変形に至ることがない悪路走行や縁石乗り上げ等があっても衝撃を誤判定することはない。
【００２２】
実施例１の衝撃検知センサA1において、前記固定極板と変形極板は、内部に設定された球体固定極板１と、該球体固定極板１の外部に設定され、球体固定極板１の外周全体を覆う球体変形極板２と、であり、前記球体固定極板１と前記球体変形極板２との間に、両極板１，２の間隔を等間隔に保つ絶縁支持部材３を設定した。
このため、部品点数が少なく、構造がシンプルであるため、製作が容易であり、低コストにより衝撃検知センサA1を製造することができる。
また、両極板１，２の間隔を等間隔に保つ絶縁支持部材３を低強度材により形成することで、衝撃検知センサA1の単体で３次元のあらゆる方向からの衝撃を検知できる。
さらに、両極板１，２の間隔を等間隔に保つ絶縁支持部材３を高強度材により形成することで、部材設定軸方向と部材設定軸直交方向との検知精度が差別化され、部材設定軸方向の衝撃感度が低く、部材設定軸直交方向の衝撃感度が高くなるというように方向別に衝撃感度を変化させることもできる。
なお、方向別の衝撃感度に変化を持たせることは、球体変形極板２の一部を厚く変形しにくくしたり、両極板１，２の内部を複数の室に画成し、充填する誘電体の物質を一部変更することによっても可能である。
【００２３】
実施例１の衝撃検知センサA1において、前記球体固定極板１と球体変形極板２に、交流を印加する電源４と、前記球体固定極板１と球体変形極板２に印加された電圧を測定する電圧計５と、を有する衝撃検知回路６を接続し、前記衝撃検知回路６での前記電源４の電圧波形と前記電圧計５からの電圧波形とを比較し、電源電圧波形に対し電圧計波形が90度遅れ位相からずれたり、あるいは、ピーク電圧が変化した場合にセンサ本体が衝撃を受けたと判断する衝撃判断回路７を設けた。
このため、簡単な衝撃検知回路６と、位相ずれ、あるいは、ピーク電圧の変化を判断するだけの容易な衝撃判断回路７により、精度良く、センサ本体が衝撃を受けたことを検知することができる。
【００２４】
［車両適用時の設置場所について］
実施例１の衝撃検知センサA1は、回りの部品がセンサ本体にぶつかったりすることで変形されない限り、衝突したと判断しない。例えば、車両の金属ボディの近く等、車外に近ければ近いほど、軽度の衝突（小さな凹み）であっても、衝撃検知センサA1の球体変形極板２がそれによって変形すれば検知可能である。逆に、エンジンコンパートメント（＝エンジンルーム）中央付近に設置すると、車体がそれだけ大きく変形しない限り、衝撃検知センサA1も変形する可能性が低下するため、衝突を検知することは少なくなる、言い換えると、軽度の衝突は検知しなくなる。よって、検知したい衝突の形態をによって衝撃検知センサA1の設置場所を変えれば、より効率良く衝突を見極めることが可能である。
【００２５】
図３に従来技術のセンサを実施例１の衝撃検知センサA1と入れ替えた場合の衝突検知範囲を比較した図を示す。この場合、実施例１の衝撃検知センサA1は、検知可能な範囲が従来技術のセンサによる検知可能な範囲の倍近くになることが分かる。
なお、図３の方法で、センサを使用する場合、実施例１の球形タイプの衝撃検知センサA1、もしくは、実施例４の半球タイプの衝撃検知センサA4を設置するのが最も有効であると考えられる。
【００２６】
上記のように、実施例１の衝撃検知センサA1において、車両のエアバックシステムの衝突検出手段として適用し、車両の車外に近い位置に設定した。
このため、車体を小さく変形させる軽度の衝突時であっても、車体の変形に伴って衝撃検知センサA1の球体変形極板２が凹み変形して、精度良く衝突を検知することができる。
【００２７】
実施例１の衝撃検知センサA1において、前記車両への設定位置は、車両前方の左右隅位置にそれぞれ設定した。
このため、従来技術のセンサによる検知可能な範囲に比べ、倍近くの広い範囲にわたる車両衝突を検知することができる。言い換えると、同じ衝突範囲を検知しようとする場合、センサの数を半分、あるいは、半分以下に減らすことも可能である。
【００２８】
次に、効果を説明する。
実施例１の衝撃検知センサにあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
【００２９】
(1) 対向する一対の極板を有して擬似コンデンサを構成し、一対の極板に電気を流した際の静電容量の変化を捉えることで衝撃を検知する衝撃検知センサにおいて、衝撃力により変形可能に形成された球体変形極板２（変形極板）と、前記球体変形極板２に対向して配置された球体固定極板１（固定極板）と、前記球体変形極板２の変形により変化する前記両極板１，２間の静電容量の変化を検出する衝撃検知回路６（静電容量変化検出手段）と、を備えたため、チューニングを要さず、衝突誤判定を確実に回避することができる。
【００３０】
(2) 前記一対の極板を構成する球体変形極板２（変形極板）と球体固定極板１（固定極板）は、等間隔に保ちながら同心上に固定した相似形状であり、かつ、前記球体変形極板２は、衝撃力により一部でも変形すると静電容量が変化する形状に設定したため、変形極板がカバーする板面領域に対する入力であれば、あらゆる方向からの衝撃を検知することができる。
【００３１】
(3) 前記衝撃検知回路６（静電容量変化検出手段）は、前記両極板に電圧を印加する電源４（電圧印加手段）と、両極板間の静電容量の変化により変化する前記両極板間の電圧を検出する電圧計５（電圧検出手段）と、で構成されているため、きわめて簡単な構成にて静電容量の変化を検出することができる。
【００３２】
(4) 前記衝撃検知回路６（静電容量変化検出手段）は、前記電源４（電圧印加手段）の電圧波形と前記電圧計５（電圧検出手段）からの電圧波形とを比較し、電源電圧波形に対し電圧計波形が90度遅れ位相からずれたり、あるいは、ピーク電圧が変化した場合にセンサ本体が衝撃を受けたと判断する衝撃判断回路７を有するため、位相ずれ、あるいは、ピーク電圧の変化を判断するだけの簡単な衝撃判断回路７により、精度良く、センサ本体が衝撃を受けたことを検知することができる。
【００３３】
(5) 車両のエアバックシステムの衝突検出手段として適用し、車両の車外に近い位置に設定したため、車体を小さく変形させる軽度の衝突時であっても、車体の変形に伴って衝撃検知センサA1の球体変形極板２が凹み変形して、精度良く衝突を検知することができる。
【００３４】
(6) 前記車両への設定位置は、車両前方の左右隅位置にそれぞれ設定したため、従来技術のセンサによる検知可能な範囲に比べ、倍近くの広い範囲にわたる車両衝突を検知することができるし、同じ衝突範囲を検知しようとする場合、センサの数を半分、あるいは、半分以下に減らすことも可能である。
【００３５】
(7) 前記固定極板と変形極板は、内部に設定された球体固定極板１と、該球体固定極板１の外部に設定され、球体固定極板１の外周全体を覆う球体変形極板２と、であり、前記球体固定極板１と前記球体変形極板２との間に、両極板１，２の間隔を等間隔に保つ絶縁支持部材３を設定したため、低コストにより衝撃検知センサA1を製造することができると共に、衝撃検知センサA1の単体で３次元のあらゆる方向からの衝撃を検知することもできるし、方向別に衝撃感度を変化させることもできる。
【実施例２】
【００３６】
実施例２は、固定極板と変形極板を、実施例１の球形タイプに代え、円環状タイプ（リング形状タイプあるいはトラック形状タイプ）とした例である。
【００３７】
まず、構成を説明する。
図４は実施例２の衝撃検知センサを示す全体斜視図である。
実施例２の衝撃検知センサA2において、前記固定極板と変形極板は、図４に示すように、内部に設定された円環状固定極板２１と、該円環状固定極板２１の外部に設定され、円環状固定極板２１の外周全体を覆う円環状変形極板２２と、である。そして、前記円環状固定極板２１と前記円環状変形極板２２との間に、両極板２１，２２の間隔を等間隔に保つ絶縁支持部材２３を設定している。実施例２では、楕円環状を示しているが、円環状でも長円状（トラック状）としても良い。なお、他の構成は実施例１と同様である。
【００３８】
次に、作用を説明すると、実施例１の衝撃検知センサA1では、単体で３次元のあらゆる方向からの衝撃を検知することが可能であるのに対し、実施例２の衝撃検知センサA2は、Ｘ軸方向とＹ軸方向の２次元の360度方向の衝撃を検知できるが、Ｚ軸方向の衝撃を検知できない点で異なる。なお、他の作用は、実施例１と同様である。
【００３９】
次に、効果を説明する。
実施例２の衝撃検知センサA2にあっては、実施例１の(1)〜(6)の効果に加えて、下記の効果を得ることができる。
【００４０】
(8) 前記固定極板と変形極板は、内部に設定された円環状固定極板２１と、該円環状固定極板２１の外部に設定され、円環状固定極板２１の外周全体を覆う円環状変形極板２２と、であり、前記円環状固定極板２１と前記円環状変形極板２２との間に、両極板２１，２２の間隔を等間隔に保つ絶縁支持部材２３を設定したため、実施例１の衝撃検知センサA1に比べ、さらに低コストに衝撃検知センサA2を製造することができると共に、衝撃検知センサA2の単体で２次元全周方向からの衝撃を検知することもできるし、２次元方向別に衝撃感度を変化させることもできる。
【実施例３】
【００４１】
実施例３は、固定極板と変形極板を、実施例１の球形タイプに代え、方形状タイプ（直方体形状タイプあるいは立方体形状タイプ）とした例とした例である。
【００４２】
まず、構成を説明する。
図５は実施例３の衝撃検知センサを示す全体斜視図である。
実施例３の衝撃検知センサA3において、前記固定極板と変形極板は、図５に示すように、内部に設定された方形状固定極板３１と、該方形状固定極板３１の外部に設定され、方形状固定極板３１の外周全体を覆う方形状変形極板３２と、である。そして、前記方形状固定極板３１と前記方形状変形極板３２との間に、両極板３１，３２の間隔を等間隔に保つ絶縁支持部材３３を８本設定している。実施例３では、直方体形状を示しているが、勿論、立方体形状としても良い。
【００４３】
そして、前記方形状固定極板３１は、車載部品を収容する外側ケースを流用している。なお、他の構成は実施例１と同様である。
【００４４】
次に、作用を説明すると、実施例１の衝撃検知センサA1では、単体で３次元のあらゆる方向からの衝撃を検知することが可能であるのに対し、実施例３の衝撃検知センサA3は、Ｘ軸方向とＹ軸方向とＺ軸方向の衝撃感度が最も高く、絶縁支持部材３３が設定された斜め８方向の衝撃感度が最も低くなるというように、３次元のあらゆる方向からの衝撃を検知することが可能であるが、方向別に衝撃感度が変化する点で異なる。
【００４５】
そして、本発明は、車載部品を完全に覆ってしまうことが可能であるため、衝突時に特に保護が必要な部品には非常に有効である。この場合、車載部品は、形状的に方形状のケースに覆われている部品が多く、実施例３の衝撃検知センサA3の場合、形状的に最も効果を発揮できることになる。この点に着目し、実施例３の衝撃検知センサA3では、方形状固定極板３１として、車載部品を収容する外側ケースを流用することで、車載部品の衝突破損からの保護を達成している。なお、他の作用は、実施例１と同様である。
【００４６】
次に、効果を説明する。
実施例３の衝撃検知センサA3にあっては、実施例１の(1)〜(6)の効果に加えて、下記に列挙する効果を得ることができる。
【００４７】
(9) 前記固定極板と変形極板は、内部に設定された方形状固定極板３１と、該方形状固定極板３１の外部に設定され、方形状固定極板３１の外周全体を覆う方形状変形極板３２と、であり、前記方形状固定極板３１と前記方形状変形極板３２との間に、両極板３１，３２の間隔を等間隔に保つ絶縁支持部材３３を設定したため、低コストにより衝撃検知センサA3を製造することができると共に、衝撃検知センサA3の単体で方向別に衝撃感度を変化させながら３次元のあらゆる方向からの衝撃を検知することができる。
【００４８】
(10) 前記方形状固定極板３１は、車載部品を収容する外側ケースであるため、部品の共用化を図りながら、車載部品を方形状変形極板３２により覆うことで衝突破損から保護することができる。加えて、車載部品を車両のどの場所に設置しても、変形すれば検知可能となることで、レイアウト自由度を増加させることができる。
【実施例４】
【００４９】
実施例４は、固定極板と変形極板を、実施例１の球形タイプに代え、半球形状タイプとした例である。
【００５０】
まず、構成を説明する。
図６は実施例４の衝撃検知センサを示す全体斜視図である。
実施例４の衝撃検知センサA4において、前記固定極板と変形極板は、図６に示すように、内部に設定された半球状固定極板４１と、該半球状固定極板４１の外部に設定され、半球状固定極板の外周全体を覆う半球状変形極板４２と、である。そして、前記半球状固定極板４１と前記半球状変形極板４２とは、両極板４１，４２を等間隔に保つ台座部材４３に設定されている。
【００５１】
この実施例４の衝撃検知センサA4において、半球状固定極板４１と半球状変形極板４２と台座部材４３との構成要素は、下記の態様の何れかとする。
(a)半球状固定極板４１と半球状変形極板４２と台座部材４３とをセンサ構成部材とし、車体パネルとは独立に構成して、車体パネルに設置する。
(b)半球状固定極板４１と台座部材４３を、半球状の凸部または凹部を形成した車両の車体パネルとし、半球状変形極板４２のみを付加する。つまり、車両の金属ボディによる車体パネルをセンサの１つの極板とみなし、半球状固定極板４１と台座部材４３として有効に活用する。
(c)台座部材４３を、車両の車体パネルとし、半球状固定極板４１と半球状変形極板４２とを付加する。つまり、車両の金属ボディによる車体パネルをセンサの台座部材４３として活用し、車体への埋め込みや突出により設置する。
なお、他の構成は実施例１と同様である。
【００５２】
次に、作用を説明すると、実施例１の衝撃検知センサA1では、単体で３次元のあらゆる方向からの衝撃を検知することが可能であるのに対し、実施例４の衝撃検知センサA4は、Ｘ軸とＺ軸とで形成される平面のＹ軸正方向からの衝撃感度が最も高く、入力方向がＹ軸正方向からずれ、Ｘ軸やＺ軸に近づくにしたがって衝撃感度が徐々に低くなるというように、３次元の半球方向からの衝撃を検知することが可能であるが、入力方向がＹ軸正方向から方向がずれることで衝撃感度が変化する点で異なる。
【００５３】
そして、実施例４の衝撃検知センサA4の場合、実施例１〜４の場合のように、一対の極板を等間隔に保つ部材として絶縁支持部材を要さず、半球状固定極板４１と半球状変形極板４２とを等間隔に保つ部材が、平板状の台座部材４３であるため、車体パネルとの部品共用化が可能になる。
この点に着目し、実施例４の衝撃検知センサA4では、半球状固定極板４１と台座部材４３を、半球状の凸部または凹部を形成した車両の車体パネルにより構成することができ、この場合、２つのセンサ部品の削減することが可能である。また、台座部材４３を、車両の車体パネルにより構成することができ、この場合、１つのセンサ部品の削減をすることが可能である。なお、他の作用は、実施例１と同様である。
【００５４】
次に、効果を説明する。
実施例４の衝撃検知センサA4にあっては、実施例１の(1)〜(6)の効果に加えて、下記に列挙する効果を得ることができる。
【００５５】
(11) 前記固定極板と変形極板は、図６に示すように、内部に設定された半球状固定極板４１と、該半球状固定極板４１の外部に設定され、半球状固定極板の外周全体を覆う半球状変形極板４２と、であり、前記半球状固定極板４１と前記半球状変形極板４２とは、両極板４１，４２を等間隔に保つ台座部材４３に設定したため、低コストにより衝撃検知センサA4を製造することができると共に、入力方向により衝撃感度が変化するものの、衝撃検知センサA4の単体で３次元の半球方向からの衝撃を検知することができる。
【００５６】
(12) 前記半球状固定極板４１と台座部材４３は、半球状の凸部または凹部を形成した車両の車体パネルであるため、個別のセンサが不要であり、２つのセンサ部品を削減しながら、半球状変形極板４２を車外に向けることで、車外のどの方向からの衝突でも検知することが可能である。
【００５７】
(13) 前記台座部材４３は、車両の車体パネルであるため、個別のセンサが不要であり、１つのセンサ部品を削減しながら、半球状変形極板４２を車外に向けることで、車外のどの方向からの衝突でも検知することが可能である。
【００５８】
以上、本発明の衝撃検知センサを実施例１〜実施例４に基づき説明してきたが、具体的な構成については、これらの実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
【００５９】
実施例１〜実施例４では、等間隔に保ちながら同心上に固定した相似形状の固定極板と変形極板により構成した好ましい例を示したが、両極板の間隔は多少変化しても、また、同心上に固定したものではなくても、さらに、相似形状ではなくても良い。要するに、一対の固定極板と変形極板とを対向配置し、変形極板が衝撃力により変形すると極板間の距離が変化し、静電容量が変化するものであれば本発明に含まれる。
【００６０】
実施例１では、固定極板と変形極板として球体極板とする例を示し、実施例２では、固定極板と変形極板として円環状極板とする例を示し、実施例３では、固定極板と変形極板として方形状極板とする例を示し、実施例４では、固定極板と変形極板として半球状極板とする例を示した。
例えば、実施例１の場合、車体に設定する部分のみを一部平面化しても良い。
例えば、実施例２の場合、衝撃感度に方向性を持たせるように平面部と曲面部とを組み合わせてリング形状としても良い。
例えば、実施例３の場合、中心Ｏと通る平面で２分割し、台座部材に対し２つの極板を固定するようにしても良い。
例えば、実施例４の場合、多面体による半球形状としても良い。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
実施例１〜４では、エアバックシステムを搭載した車両に適用される衝撃検知センサの例を示したが、エアバックシステム以外にも、例えば、車載されるエアバックシステム以外の乗員保護装置の衝撃検知センサとして、また、地震により変形や破損に至る構造物の衝撃検知センサ等にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】実施例１の衝撃検知センサを示す全体斜視図である。
【図２】実施例１の衝撃検知センサの衝撃検知回路および衝撃判断回路の一例を示す図である。
【図３】実施例１の衝撃検知センサが適用されたエアバックシステムを搭載した車両の一例を示す図である。
【図４】実施例２の衝撃検知センサを示す全体斜視図である。
【図５】実施例３の衝撃検知センサを示す全体斜視図である。
【図６】実施例４の衝撃検知センサを示す全体斜視図である。
【符号の説明】
【００６３】
A1  衝撃検知センサ
１  球体固定極板（固定極板）
２  球体変形極板（変形極板）
３  絶縁支持部材
４  電源（電圧印加手段）
５  電圧計（電圧検出手段）
６  衝撃検知回路（静電容量変化検出手段）
７  衝撃判断回路
A2  衝撃検知センサ
２１  円環状固定極板（固定極板）
２２  円環状変形極板（変形極板）
２３  絶縁支持部材
A3  衝撃検知センサ
３１  方形状固定極板（固定極板）
３２  方形状変形極板（変形極板）
３３  絶縁支持部材
A4  衝撃検知センサ
４１  半球状固定極板（固定極板）
４２  半球状変形極板（変形極板）
４３  台座部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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